Seiring dengan usaha perusahaan-perusahaan untuk mengukur pengembalian investasi dari kecerdasan buatan (AI), teknologi ini terus menunjukkan potensi besar dalam memperkuat prakiraan cuaca dan model iklim.
Nvidia, perusahaan teknologi grafis terkemuka, baru-baru ini meluncurkan model difusi AI generatif yang dijuluki StormCast. Model ini dikembangkan bersama dengan Lawrence Berkeley National Lab dan University of Washington. StormCast menjanjikan kemampuan untuk melacak perkembangan sel-sel badai dengan lebih cepat dan akurat dibandingkan metode yang ada saat ini.
StormCast: Melacak Badai dengan Akurasi Tinggi
StormCast dirancang untuk memprediksi pola cuaca yang lebih besar dari badai biasa tetapi lebih kecil dari badai topan. Model ini dilatih menggunakan data iklim selama 3,5 tahun dari Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional Amerika Serikat (NOAA) yang dikumpulkan dari wilayah Amerika Serikat bagian tengah. Wilayah ini terkenal dengan supersel dan tornado, terutama selama bulan-bulan musim panas.
Dibandingkan dengan simulasi cuaca yang dibantu pembelajaran mesin yang ada, yang biasanya memiliki resolusi 30 kilometer dan resolusi temporal enam jam, Nvidia mengklaim bahwa StormCast menawarkan resolusi yang lebih tinggi, yaitu hingga tiga kilometer. StormCast juga mampu menghasilkan ramalan baru setiap jam.
Akurasi dan Kecepatan yang Meningkat
Ketika dikombinasikan dengan radar curah hujan, Nvidia menyatakan bahwa StormCast telah terbukti 10 persen lebih akurat daripada model cuaca regional 3 kilometer terbaik NOAA. Model ini juga memungkinkan waktu tunggu hingga enam jam.
StormCast adalah salah satu dari beberapa model AI yang dikembangkan Nvidia baru-baru ini. Pada Computex musim semi lalu, Nvidia merinci CorrDiff, sebuah model difusi yang dilatih untuk menghasilkan gambar resolusi tinggi dengan cepat pada resolusi dua kilometer. Model ini menggunakan data dari model cuaca regional di Taiwan.
CorrDiff: Memetakan Badai Tropis di Taiwan
Nvidia menyatakan bahwa gambar yang dihasilkan CorrDiff 12,5 kali lebih tinggi resolusinya dan dapat dihasilkan 1.000 kali lebih cepat daripada model numerik yang ada. Taiwan saat ini sudah memanfaatkan CorrDiff untuk memprediksi dampak topan di wilayah tersebut.
Kedua model ini merupakan bagian dari simulasi iklim Earth-2 yang dikembangkan Nvidia. Nvidia menyatakan bahwa ketika digabungkan, StormCast memungkinkan CoreDiff untuk membuat prediksi baru berdasarkan prediksi sebelumnya.
AI: Kunci Peningkatan Prakiraan Cuaca
Nvidia bukanlah satu-satunya perusahaan yang mengeksplorasi cara untuk meningkatkan model iklim dan prakiraan dengan AI. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam jurnal Nature akhir bulan lalu, Google berbagi karyanya dengan Pusat Prakiraan Cuaca Jangka Menengah Eropa (ECMWF). Google bertujuan tidak hanya untuk meningkatkan model iklim berbasis fisika dengan pembelajaran mesin, tetapi juga untuk memindahkannya ke TPU dan GPU. Langkah ini membuat model jauh lebih murah untuk dijalankan dibandingkan dengan kluster komputasi berbasis CPU.
NeuralGCM: Simulasi Iklim yang Lebih Cepat
Model yang diberi nama NeuralGCM, bekerja dengan cara mengganti model sekunder yang kurang akurat yang disebut parameterisasi dengan jaringan saraf. Parameterisasi digunakan untuk melacak fenomena skala kecil seperti awan dan curah hujan. Jaringan saraf ini dilatih menggunakan data cuaca yang ada dari ECMWF.
Dari tiga model yang dikembangkan Google menggunakan pendekatan ini, Google menyatakan bahwa model 1,4 derajatnya dapat mensimulasikan atmosfer selama setahun hanya dalam delapan menit. Waktu ini jauh lebih cepat dibandingkan dengan 20 hari yang dibutuhkan untuk menjalankan model iklim canggih seperti X-SHiELD.
Masa Depan Prakiraan Cuaca yang Lebih Akurat
Penggunaan AI dalam meteorologi menunjukkan kemajuan signifikan dalam meningkatkan akurasi dan kecepatan prakiraan cuaca. Kemampuan untuk memprediksi pola cuaca dengan lebih akurat dapat membantu melindungi kehidupan dan properti, serta meningkatkan pengambilan keputusan dalam berbagai bidang, termasuk pertanian, energi, dan transportasi.
Dengan terus berkembangnya teknologi AI, kita dapat mengharapkan prediksi cuaca yang lebih akurat dan terperinci di masa depan. AI akan memungkinkan kita untuk lebih memahami dan mengantisipasi perubahan iklim dan dampaknya terhadap lingkungan dan kehidupan manusia.